Примеры

а) PPH₃

В левой части полуреакции не хватает трех атомов водорода,поэтому добавляем влевотри молекулы H₂O,а вправо –три иона OH^–:

P + 3H₂O  PH₃ + 3OH^–

б) NO₃^–  NH₃

В этой полуреакции левая и правая части различаются по числу атомов и кислорода, и водорода. После баланса по кислороду получим:

NO₃^– + 3H₂ONH₃ + 6OH^– – при этом справа остались несбалансированными еще три атома водорода, поэтому добавим в левую часть полуреакции еще три молекулыH₂O, а в правую – еще три ионаOH^–, и тогда получим окончательно

NO₃^– + 6H₂ONH₃ + 9OH^–

Нередки случаи, когда материальный баланс по водороду и кислороду в щелочной среде можно сделать одновременно с помощью только гидроксид–ионов, например в полуреакцииZn[Zn(OH)₄]^2– для обеспечения материального баланса достаточно добавить влево четыре ионаOH^–:

Zn+ 4OH^–[Zn(OH)₄]^2–

В следующем примере этот прием не так очевиден, но также реализуется:

P+ 2OH^–H₂PO₂^–

Нейтральная среда.Обратите внимание, что в нейтральной среде источник ионовH⁺иOH^–– молекулы воды. В этих случаях баланс по кислороду делают, добавляя соответствующее числоH₂Oв левую часть первой полуреакции и в правую часть второй полуреакции. Если в результатеH₂Oоказалась там, где кислород в недостатке, то в противоположную часть добавляют удвоенное числоH⁺, если кислород был в избытке, то в противоположную часть добавляют удвоенное числоOH^–.

Такой прием уменьшает вероятность типичной для нейтральной среды ошибки, когда в молекулярном уравнении в продуктах оказываются одновременно и кислота, и щелочь.

Примеры

Для реакции KMnO₄+KNO₂+H₂OMnO₂+KNO₃+KOH

можно составить две идентичные схемы превращений:

а) MnO₄^–  MnO₂ б) NO₂^–  NO₃^–

NO₂^–NO₃^–MnO₄^–MnO₂;

Начнем с варианта (а): для баланса по кислороду добавим молекулы H₂Oв левую часть первой полуреакции и в правую часть второй полуреакции:

а) MnO₄^– + H₂O  MnO₂

NO₂^–  NO₃^– + H₂O

При этом оказалась ситуация, рассмотренная ранее при балансе по кислороду в щелочной среде (воду добавили в ту часть полуреакций, где кислород в избытке). Тогда число молекул H₂Oдолжно быть равно числу избыточных атомов кислорода, и в противоположную часть необходимо добавить удвоенное число ионовOH^–. Окончательно получим:

а) MnO₄^– + 2H₂O  MnO₂ + 4OH^–

NO₂^–+ 2OH^–NO₃^–+H₂O

В варианте (б) для баланса по кислороду также добавим молекулы H₂Oв левую часть первой полуреакции и в правую часть второй полуреакции:

б) NO₂^– + H₂O  NO₃^–

MnO₄^–  MnO₂ + H₂O

В этом случае H₂Oоказалась в той части полуреакций, где дефицит кислорода. Подобно тому, как это рассмотрено ранее для кислой среды, число молекулH₂Oдолжно равняться числу недостающих атомов кислорода, и в противоположную часть следует добавить удвоенное число ионовH⁺:

NO₂^– + H₂O  NO₃^– + 2H⁺

MnO₄^– + 4H⁺  MnO₂ + 2H₂O

Следует отметить, что описанные здесь приемы составления материального баланса – чисто технические и совсем не обязательно отражают действительный механизм переноса атомов из одних молекул или ионов в другие.

Комплексные соединения в окислительно-восстановительных реакциях Примеры

а) Pt + HNO₃ + HCl  H₂[PtCl₆] + NO + H₂O

Напишем полуреакции, соответствующие заданному превращению:

Pt[PtCl₆]^2–

NO₃^– NO

Для баланса по хлору в первой полуреакции достаточно в левую ее часть добавить 6Cl^–. Во второй полуреакции баланс по кислороду выполняется, как было показано ранее (для кислой среды). В результате получим:

Pt+ 6Cl^– [PtCl₆]^2–

NO₃^– + 4H⁺NO+ 2H₂O

б) Si + HNO₃ + HF  H₂[SiF₆] + NO + H₂O

В отличие от предыдущего примера источник лигандов HF– слабый электролит, что учтем в первой полуреакции:

Si + 6HF [SiF₆]^2– + 6H⁺

NO₃^– + 4H⁺  NO + 2H₂O